Рентгеновский спектрометр исследует тайны солнечной короны

0
271 views
Солнечная корона

Исследователи НАСА успешно запустили сложный рентгеновский формирователь изображения Солнца во время короткого, но потенциально яркого суборбитального полета с помощью зондирующей ракеты, чтобы собрать новое понимание того, как и почему корона Солнца становится настолько горячее, чем фактическая поверхность родительской звезды Земли.

Солнечная корона

Миссия MaGIXS

Разработчики из Центра космических полетов НАСА имени Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама, называют миссию «MaGIXS» – сокращение от «Рентгеновский спектрометр Маршалла Гразинга». Она была запущена с ракетного полигона Уайт-Сэндс в Нью-Мексико в 14:20 по восточноевропейскому времени 30 июля.

Миссия MaGIXS отправила свою полезную нагрузку, которая включала мощную камеру, телескоп и рентгеновский спектрометр, содержащий согласованную пару параболических зеркал скользящего падения, для изучения так называемого «мягкого» рентгеновского излучения на длине волны, которая ранее не наблюдалась с такими подробностями.

«Наши знания о механизмах нагрева короны ограничены, отчасти потому, что мы еще не смогли провести подробные наблюдения и измерения распределения температуры солнечной плазмы в этом диапазоне», – сказала гелиофизик Маршалла Эми Вайнбарджер, главный исследователь MaGIXS.

Температура поверхности Солнца составляет более 5500 градусов, но температура короны около 1 миллиона градусов.

По словам Вайнбарджера, один из самых больших вопросов астрофизики заключается в том, как происходит этот процесс. Это серия постоянных внутренних солнечных взрывов или периодические подъемы и спады в процессе нагрева? Ученые рассматривают два возможных ответа. Первый связан с нановспышками, относительно небольшими событиями нагрева короны, которые могут вызвать запутывание магнитных линий энергии на поверхности Солнца и свертывание, как спагетти в кипящем котле с водой, спорадически перегревая области короны. Вторая возможность – это волновой нагрев, почти постоянное внутреннее солнечное возбуждение, подобное возбуждению стиральной машины, которое посылает волны энергии на поверхность, откуда они выбрасываются, чтобы нагреть корону.

Мягкий рентген

Эффективное снабжение этой турбулентной области Солнца не требует наблюдений в высокоэнергетических рентгеновских лучах. Фактически, сказал Уайнбарджер, MaGIXS будет работать с той же длиной волны мягкого рентгеновского излучения, которая обычно используется врачами при рутинном рентгеновском обследовании пациентов.

Предыдущие миссии с мягким рентгеновским спектрометром наблюдали корону Солнца только в довольно большом поле зрения или с ограниченными возможностями диагностики энергии. Для сравнения, MaGIXS станет первым тепловизором, который будет измерять конкретные распределения температуры в различных частях активной солнечной области. Эти точные данные помогут ученым разрешить споры о том, как и как часто корона перегревается.

Новый свет на механизмы нагрева короны может помочь исследователям лучше понять и даже предсказать потенциальные солнечные вспышки и выбросы корональной массы, которые чаще всего происходят в связи с региональными всплесками нагрева короны. Эти сильные вспышки могут создавать помехи для спутников связи и электронных систем, даже вызывая физическое сопротивление спутников, поскольку атмосфера Земли расширяется для поглощения дополнительной солнечной энергии.

Действительно, миссия зондирующей ракеты MaGIXS также служит испытательной площадкой для приборов для будущих миссий NASA по более детальному изучению солнечных вспышек, возможно, связывая их происхождение с измеряемой корональной активностью и помогая продемонстрировать, как современное летное оборудование и космические системы могут быть устойчивы к энергетическим истерикам со стороны нашего светила.

Зондирующие ракеты

НАСА обычно использует зондирующие ракеты для таких кратких и целенаправленных научных миссий. По словам Вайнбаргера, они часто меньше по размеру, более доступны и быстрее проектируются и строятся, чем крупномасштабные спутниковые миссии.

«Они предлагают уникальные возможности для суборбитальной науки, возможность разработки новых инновационных приборов и быструю окупаемость инвестиций», – добавила она.

Команда NASA рассчитывает получить полезную нагрузку полета сразу после полета и приступила к обработке наборов данных. Они надеются опубликовать свои выводы в ближайшие месяцы.

Миссия MaGIXS была разработана в Маршалле в сотрудничестве со Смитсоновской астрофизической обсерваторией в Кембридже, штат Массачусетс. Инженеры Marshall разработали и изготовили зеркала телескопа и спектрометра, а также камеру. Интегрированный прибор прошел всесторонние испытания в современной рентгеновской и криогенной лаборатории Marshall. Массачусетский технологический институт в Кембридже предоставил спектрометру встроенную дифракционную решетку. Университет Центрального Ланкашира предоставил программное обеспечение для анализа изображений щелевой челюсти, которое позволяет научной группе определять, куда направлена ​​полезная нагрузка в режиме реального времени во время полета.

Искусственный интеллект помогает изучать вспышки на Солнце